KR200291905Y1 - 코인형 배터리 접점 구조 - Google Patents

Abstract

본 고안은 코인형 배터리(Coin type Battery: CR Type Battery)에 적합한 PCB(Printed Circuit Board: 인쇄회로기판) 접점 구조에 관한 것으로, 특히 코인형 배터리가 PCB에 안정적인 접점을 가지며, 상기 코인형 배터리가 PCB에 접점되어 삽입되면 여타의 충격이나 흔들림에도 영향을 받지 않고 제 수명이 다할 때까지 동작할 수 있는 코인형 배터리 접점 구조에 관한 것이다. 이를 해결하기 위하여 본 고안에 따른 코인형 배터리 접점 구조는: 기판의 일면 상단 적소에 다면 구조의 환형으로 형성되는 솔더링 마스크와, 상기 솔더링 마스크의 다면 구조 환형 내측에 형성되는 동박와, 상기 동박 상에 솔더링 플로우 되어 형성되어 코인형 배터리의 일측 단자와 전기적 접점을 형성하는 솔더와, 상기 환형 솔더링 마스크 외측 주위 적소에 형성되는 다수의 홀로 이루어지는 인쇄회로기판; 및 상기 코인형 배터리의 타측 단자와 전기적 접점되는 극판과, 상기 극판에 상기 코인형 배터리를 잡아주도록 텐션을 가지도록 설치되는 판 스프링과, 상기 인쇄회로기판의 지면으로부터 소정 높이로 이격되며, 상기 인쇄회로기판의 다수의 홀에 대응되도록 삽입되어 솔더링 되는 다수 개의 리드를 구비하는 배터리 홀더;로 이루어짐을 특징으로 한다.

Description

코인형 배터리 접점 구조{Contact point structure of coin type battery}

본 고안은 코인형 배터리(Coin type Battery: CR TYPE Battery)에 적합한 PCB(Printed Circuit Board: 인쇄회로기판) 접점 구조에 관한 것으로, 특히 코인형 배터리가 PCB에 안정적인 접점을 가지며, 상기 코인형 배터리가 PCB에 접점되어 삽입되면 여타의 충격이나 흔들림에도 영향을 받지 않고 동작할 수 있는 코인형 배터리 접점 구조에 관한 것이다.

코인형 배터리는 CR 타입 배터리 또는 버튼(Button)형 배터리라고 불리는데, 코인(동전) 또는 버튼 모양으로 생겨 양극과 음극의 접점을 가지는 배터리이다. 종래 코인형 배터리를 접점시켜 사용하는 기구물들은 대체로 도체 스프링을 사용하는 구조와 배터리의 양극에 전도형 기구물을 사용하여 접점하는 구조를 사용하였다. 즉, 코인형 배터리와의 접점을 이루는 접점 도체를 별도의 단자나 별도의 접점 형태를 사용하는 것이 일반적이었다.

한편, 전자 제품의 소형화 추세에 부응하여 코인형 배터리가 접점될 협소한 공간에 기존의 코인형 배터리 접점 구조(별도의 단자 또는 별도의 접점 형태)를 사용하게 되면 제조 공정상 작업에 난해하고, 별도 양극 접점 기구물의 사용으로 인해 충격이나 흔들림이 있는 경우 접점이 불안정할 확률이 높았으며, 원가 상승의 요인이 되었다.

따라서, 본 고안의 목적은 제 수명이 다할 때까지 코인형 배터리가 해당 PCB에서 동작하도록 견딜 수 있으며, 여타의 충격이나 흔들림에도 영향을 받지 않고 동작할 수 있으며, 코인형 배터리 접점 단자를 줄임으로써 재료비 절감과 협소한 공간에서의 작업 효율성을 높일 수 있는 코인형 배터리 접점 구조를 제공함에 있다.

상기의 목적을 해결하기 위하여 본 고안의 제1견지에 따른 코인형 배터리 접점 구조는:

기판의 일면 상단 적소에 다면 구조의 환형으로 형성되는 솔더링 마스크와,

상기 솔더링 마스크의 다면 구조 환형 내측에 형성되는 동박과,

상기 동박 상에 솔더링 플로우 되어 형성되어 코인형 배터리의 일측 단자와 전기적 접점을 형성하는 솔더와,

상기 환형 솔더링 마스크 외측 주위 적소에 형성되는 다수의 홀로 이루어지는 인쇄회로기판; 및

상기 코인형 배터리의 타측 단자와 전기적 접점되는 극판과,

상기 극판에 상기 코인형 배터리를 잡아주도록 텐션을 가지도록 설치되는 판 스프링과,

상기 인쇄회로기판의 지면으로부터 소정 높이로 이격되며, 상기 인쇄회로기판의 다수의 홀에 대응되도록 삽입되어 솔더링되는 다수 개의 리드를 구비하는 배터리 홀더;로 이루어짐을 특징으로 한다.

또한, 본 고안의 제2견지에 따른 상기 솔더링 마스크는 환형 내부가 부채살 모양의 실선으로 다면을 이루는 구조임을 특징으로 한다.

또한, 본 고안의 제3견지에 따른 상기 동박 상의 솔더에는 상기 코인형 배터리의 음극이 상기 극판에는 상기 코인형 배터리의 양극이 전기적으로 접점됨을 특징으로 한다.

또한, 본 고안의 제4견지에 따른 상기 배터리 홀더의 리드는 상기 코인형 배터리가 일 방향으로부터 삽입되어 고정될 수 있도록 일 방향이 개방되도록 구성됨을 특징으로 한다.

도 1a는 본 고안의 비교 예에 따른 코인형 배터리의 접점을 형성하는 PCB 솔더링 마스크 도면,

도 1b는 본 고안의 비교 예에 따른 PCB 솔더링 마스크에서의 솔더링에 따른 코인형 배터리의 접점 구조의 일 예를 도시한 도면,

도 2a는 본 고안에 따른 코인형 배터리의 접점을 형성하는 PCB에서 표면장력이 증가하도록 부채살 모양의 환형 솔더링 마스크를 구비하는 PCB 패턴을 도시한 도면,

도 2b는 본 고안에 따라 부채살 모양의 환형 솔더링 마스크를 구비하는 PCB에서의 솔더링에 따른 코인형 배터리의 접점 구조를 도시한 도면,

도 3은 본 고안의 바람직한 일 실시 예에 따른 부채살 모양의 환형 솔더링 마스크를 구비하는 PCB 패턴 및 배터리 홀더 홈을 구비하는 PCB의 면을 도시한 도면,

도 4a는 본 고안의 바람직한 실시 예에 따른 코인형 배터리 홀더의 정면도,

도 4b는 본 고안의 바람직한 실시 예에 따른 코인형 배터리 홀더의 우측면도,

도 4c는 본 고안의 바람직한 실시 예에 따른 코인형 배터리 홀더의 저면도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

10: PCB 11: 동박

12: 솔더 13: 솔더링 마스크

20: 코인형 배터리 30: 접점 기구물

100: PCB 111: 동박

112: 솔더 113: 솔더링 마스크

20: 코인형 배터리 200: 접점 기구물

이하 본 고안의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성 요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 그리고 본 고안의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.

본 고안에 따른 코인형 배터리 접점 구조는 코인형 배터리의 일 극과 이루는 접점을 PCB 자체에 형성하는 솔더링 플로우(Soldering Flow)를 통해 구현하는 것이다. 예를 들어, 코인형 배터리가 설치될 PCB 영역에 솔더링 마스크(Soldering Mask)를 하고, 상기 솔더링 마스크 내에 동박을 형성하며, 다시 동박 상단에 솔더링(Soldering)을 행하여 여기에 상기 코인형 배터리의 일 극(예를 들어, 음극)이 접점시키는 구조이다. 하지만, 솔더링시에는 솔더링 마스크 내의 동박 면적에 따라 표면 장력(Surface tension)이 달라질 수 있는데, 이는 접점의 안정성에 영향을 미친다. 이를 도면을 통해 설명한다.

먼저, 도 1a는 본 고안의 비교 예에 따른 코인형 배터리의 접점을 형성하는 PCB 솔더링 마스크 도면으로, PCB base material(10), 솔더링 마스크(13) 및 동박(11)으로 형성된다. 상기 PCB base material(10)의 일면 적소에 상기 코인형 배터리의 일측 단자와 접점을 이루기 위해 솔더링이 형성될 솔더링 마스크(13)가 배터리 환형 단자(양극 또는 음극)에 대응되도록 환형 형태로 형성되며, 그 내측에 도면에 Earth 해칭으로 표시된 동박(11)이 형성된다. 상기 동박(11)에는 납 등의 솔더(Solder)로 솔더링이 형성된다.

이때, 상기 솔더링이 형성될 솔더링 마스크(13) 내측의 표면적이 큰 경우 솔더링 플로우 시 솔더로 사용되는 납이 동박 전체에 솔더링 된다면 표면이 커서 표면 장력이 형성되지 않아 접점 부위가 도 1b에서와 같이 불안정하게 된다. 이러한 현상이 일어나는 것을 도 1b를 통해 설명한다.

도 1b는 본 고안의 비교 예에 따른 PCB 솔더링 마스크에서의 솔더링에 따른 코인형 배터리의 접점 구조의 일 예를 도시한 도면으로, 상기 PCB base material(10) 상단에 형성되는 동박(11), 상기 동박(11) 상에 플로우 되는 솔더(12), 상기 솔더(12)와 음극 접점을 이루는 코인형 배터리(20) 및 상기 코인형 배터리(20)의 양극 단자와 접접을 이루는 배터리 홀더(30)로 구성될 수 있다. 상기 솔더링이 형성될 솔더링 마스크(13) 내측의 표면적이 큰 경우 솔더링 플로우 시 상기 솔더(12)가 상기 동박(11) 전체에 솔더링 된다면 표면이 커져서 표면 장력이 형성되지 않아 접점 부위에 도면과 같이 솔더 불량(편편한 정도가 심해 주변 솔더링 마스크(13) 정도의 높이로 솔더링 된 경우, 한쪽으로 쏠린 경우 등)이 발생하게 되어 상기 코인형 배터리 접점시 전기적인 신호가 연속적으로 발생되어 도통하는데 있어 문제를 야기할 수 있다.

따라서, 본 고안의 바람직한 실시 예에서는 솔더링 플로우 시의 표면 장력을 증가할 수 있도록 새로운 접점 구조를 안출하는 것으로서, 도 2a, 2b 및 도 3을 통해 설명한다.

상기 도 2a는 본 고안에 따른 코인형 배터리의 접점을 형성하는 PCB에서 표면 장력이 증가하도록 부채살 모양의 환형 솔더링 마스크를 구비하는 PCB 패턴을도시한 도면이고, 도 2b는 본 고안에 따라 부채살 모양의 환형 솔더링 마스크를 구비하는 PCB에서의 솔더링에 따른 코인형 배터리의 접점 구조를 도시한 도면으로, 표면 장력을 증가시키기 위하여 상기 솔더링이 형성될 솔더링 마스크(113)를 부채살 모양으로 하여 다면 구조로 형성한다. 본 고안의 실시 예에서는 부채살 모양의 다면 구조 형태의 솔더링 마스크(113)를 예로 들어 설명하였으나, 다면 구조의 여러 가지 형태가 가능할 것이다. 본 고안은 다면 구조의 솔더링 마스크 형상의 많은 변형 예들을 포함한다. 따라서, 동박(111)은 부채살 모양의 다면 구조 형태의 솔더링 마스크(113) 내측에 형성되며, 이러한 동박(111)상에 솔더를 플로우 하게 되면 상기 도 2a에서 보듯이 수레바퀴 모양의 배터리 접점 구조에서 부채살 모양의 솔더링 마스크(113) 사이에 형성되는 동박(111)에만 솔더가 볼록하게 되어, 솔더가 상기 코인형 배터리(20)의 음극 단자의 접점 역할의 수행하며, 보다 안정적인 전기적 신호의 연속적 발생을 이룰 수 있다.

한편, 상기 코인형 배터리(20)의 양극 단자에는 배터리 홀더(200)가 형성되는데, 상기 배터리 홀더(200)는 상기 코인형 배터리(20)가 보다 안정적이고 견고하게 삽입되도록 하는 역할을 담당하며, 충격이나 흔들림에도 아랑곳하지 않고 전기적 회로의 작동에 영향을 미치지 않도록 한다.

도 3은 본 고안의 바람직한 일 실시 예에 따른 부채살 모양의 환형 솔더링 마스크를 구비하는 PCB 패턴 및 배터리 홀더 홈을 구비하는 PCB의 면을 도시한 도면으로, 상기 배터리 홀더(200)가 상기 PCB(100)에 밀착 고정될 수 있도록 상기 PCB(100)의 환형 솔더링 마스크(113) 외측 주위 적소에 배터리 홀더가 삽입되는홀(114a,114b,114c)이 형성된 것을 보인 것이다. 상기 홀에 의해 삽입되는 배터리 홀더의 리드(lead)는 솔더링 된다.

또한, 이하의 도 4는 본 고안의 바람직한 실시 예에 따른 코인형 배터리 홀더의 일 실시 예를 도시한 것으로, 도 4a는 본 고안의 바람직한 실시 예에 따른 코인형 배터리 홀더의 정면도를, 도 4b는 본 고안의 바람직한 실시 예에 따른 코인형 배터리 홀더의 우측면도를, 도 4c는 본 고안의 바람직한 실시 예에 따른 코인형 배터리 홀더의 저면도를 도시한 것이다. 상기 도 4에서, 상기 배터리 홀더(200)는 양극판(211), 적당한 텐션(tension)을 가지는 적어도 하나 이상의 판 스프링(212a, 212b), 상기 배터리 홀더(200)를 상기 PCB 지면으로부터 소정 높이로 이격시키고 상기 PCB 홀(114a, 114b, 114c)에 대응되어 삽입되는 리드(213a, 213b, 213c)로 이루어진다. 상기 판 스프링(212a, 212b)은 상기 코인형 배터리(20)를 잘 잡아주도록 적당한 텐션을 가지도록 상기 배터리 홀더(200)의 양극판(211)에 소정 개수(바람직하게는 2개) 설치되며, 상기 리드(213a, 213b, 213c)는 상기 코인형 배터리(20)가 일 방향으로부터 삽입되어 고정될 수 있도록 일 방향만 개방된 형태가 된다.

한편, 본 고안의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예를 들어 설명하였으나, 본 고안의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 고안의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 특허청구의 범위뿐 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

상술한 바와 같이 본 고안은 코인형 배터리의 일측에 접점되는 단자를 PCB 상에 형성하고, 타측에 접점되는 단자는 안정적인 기구물을 사용함으로써 제 수명이 다할 때까지 여타의 충격이나 흔들림에도 영향을 받지 않고 코인형 배터리가 해당 PCB에서 동작할 수 있으며, 코인형 배터리 접점 단자를 줄임으로써 재료비 절감과 협소한 공간에서의 작업 효율성을 높일 수 있는 이점이 있다.

Claims (4)

1. 기판의 일면 상단 적소에 다면 구조의 환형으로 형성되는 솔더링 마스크와,

   상기 솔더링 마스크의 다면 구조 환형 내측에 형성되는 동박과,

   상기 동박 상에 솔더링 플로우 되어 형성되어 코인형 배터리의 일측 단자와 전기적 접점을 형성하는 솔더와,

   상기 환형 솔더링 마스크 외측 주위 적소에 형성되는 다수의 홀로 이루어지는 인쇄회로기판; 및

   상기 코인형 배터리의 타측 단자와 전기적 접점되는 극판과,

   상기 극판에 상기 코인형 배터리를 잡아주도록 텐션을 가지도록 설치되는 판 스프링과,

   상기 인쇄회로기판의 지면으로부터 소정 높이로 이격되며, 상기 인쇄회로기판의 다수의 홀에 대응되도록 삽입되어 솔더링 되는 다수 개의 리드를 구비하는 배터리 홀더;로 이루어진 코인형 배터리 접점 구조.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 솔더링 마스크는 환형 내부가 부채살 모양의 실선으로 다면을 이루는 구조임을 특징으로 하는 코인형 배터리 접점 구조.
3. 제 2항에 있어서,

   상기 솔더에는 상기 코인형 배터리의 음극이 상기 극판에는 상기 코인형 배터리의 양극이 전기적으로 접점됨을 특징으로 하는 코인형 배터리 접점 구조.
4. 제 1항에 있어서,

   상기 다수개의 리드는 상기 코인형 배터리가 일 방향으로부터 삽입되어 고정될 수 있도록 일 방향이 개방되도록 구성됨을 특징으로 하는 코인형 배터리 접점 구조.